Metalurģiskais mikroskops izmanto atšķirīgu apgaismojuma metodi nekā parastais mikroskops, un tas var apgaismot cietos paraugus, lai tos identificētu, pārbaudītu un izmērītu. Tie ir līdzīgi citiem optiskajiem mikroskopiem, izņemot apgaismojuma orientāciju. Dažās nozarēs tiek izmantoti apgrieztie metalurģijas mikroskopi, kas novēro paraugu no apakšas vai galda. Elektronisko detaļu ražotāji, kriminālistikas laboratorijas un metāla lietuves izmanto šāda veida instrumentus.
Parastais mikroskops apgaismo caurspīdīgu paraugu no apakšas, padarot to redzamu caur okulāru. Tā kā gaisma nevar iekļūt necaurspīdīgos vai cietos objektos, šī nav piemērota metode šo paraugu novērošanai palielinājumā. Metalurģijas mikroskopi apgaismo objektus no augšas, izmantojot ārēju gaismas avotu vai gaismai, kas pārvietojas caur palielinājuma objektīviem, izmantojot staru sadalītājus. Šis apgaismojuma paņēmiens izgaismo visu objektu, neradot traucējošus vai nevajadzīgus atspulgus.
Apgaismojuma tehnoloģija var ietvert krāsu filtrus vai filtrus, kas paredzēti polarizācijas un gaismas intensitātes maiņai. Šīs opcijas ļauj skatīt objektus gaišā vai tumšā lauka lietojumos. Filtri var būt ievietoti noņemamā kasetnē mikroskopa korpusā.
Metalurģiskā mikroskopa okulārs var būt vienskaitlis vai binokulārs, un lielāko daļu mikroskopu var tieši savienot ar datoru, lai paraugu novērotu ekrānā. Skata lauks (FOV) atšķiras atkarībā no mikroskopa zīmola un modeļa, un daži piedāvā FOV diametrā līdz 0.787 collām (20 milimetriem). Mikroskopiem var būt trīs līdz četras objektīva lēcas ar dažādu palielināšanas jaudu. Dažas versijas var palielināt līdz pat 1,250 reizēm.
Cits mikroskopa veids, ko izmanto rūpnieciskiem nolūkiem, ir apgrieztais metalurģijas mikroskops. Šāda veida instrumentiem ir objektīvs zem skatuves, kas ļauj apskatīt dažāda izmēra paraugus. Tā kā cilvēki virsmas struktūras novērošanai parasti izmanto metalurģisko mikroskopu, lielus priekšmetus var novietot uz skatuves, nevienam nesaskaroties ar objektiem. Pētnieki uz skatuves novieto arī kolbas vai pudeles, novērojot mikroorganismus šķidrā vidē.
Elektronikas ražotāji bieži izmanto metalurģisko mikroskopu kā kvalitātes kontroles instrumentu, pārbaudot detaļas, vai nav mikroskopisku defektu. Kriminālistikas laboratorijas izmanto instrumentu, lai noteiktu ložu un čaulu šaušanas modeļus vai analizētu kaulu un citu materiālu virsmas laukumu. Metāla lietuvēs graudu analīzei un ražoto metālu struktūras noteikšanai izmanto metalurģiskos optiskos mikroskopus. Zinātnieki izmanto mikroskopus, lai analizētu un identificētu metāla sastāvdaļas.